Кобальт-никелевая антимонидная и арсенидная минерализация Норильского рудного поля

Глава 3. История формирования Норильской Co-Ni-Sb-As минерализации.

История формирования жильной антимонидной и арсенидной минерализации сложная. С учётом соотношений дробления, пересечения, обрастания и замещения выделено три цикла её формирования, включающие 12 минеральных комплексов. Антимонидная и арсенидная минерализация первого цикла ассоциирует с борнит-содержащими рудами; включает девять минеральных комплексов; генеральная тенденция от маухерита и никелина к ди- и триарсенидам Ni и Co и к мышьяку. Антимонидная и арсенидная минерализация второго цикла включает 10-ый и 11-ый минеральные комплексы, развита среди метаморфизованных руд с халькозином, распространённость которых значительно уступает борнитсодержащим. Для Co-Ni-Sb-As минерализации второго цикла характерно наличие самородных серебра и висмута, ртутистого серебра, пираргирита, клаусталита, уранинита. Сульфоарсенидная и сульфоантимонидная минерализация третьего цикла (12-ый минеральный комплекс) ассоциирует с пирит- и марказитсодержащими рудами (Гриценко, 2001; Гриценко и др., 2004, 2006; Гриценко, Спиридонов, 2005 а, б, 2006).

3.1. Минеральные ассоциации 1 цикла

1-ый минеральный комплекс. Его наиболее ранние образования - каймы замещения Sb-никелина и маухерита на сфалерите, халькопирите, борните, миллерите. Широко распространены сложно-зональные бобовины: в их центре кристаллы высокоSb никелина в срастании со сферолитами сернистого маухерита (между ними компромиссные поверхности совместного роста); на них наросли тонко расщеплённые агрегаты малоSb и безSb никелина; далее - длинные и тонкие пластины безSb никелина; и, наконец, агрегаты расщеплённых кристаллов раммельсбергита (рис. 1) или Fe-Co-герсдорфита и Ni-кобальтина или зональные агрегаты крутовита - герсдорфита толщиной до 1 мм с оторочкой лёллингита. В центре крутовит-герсдорфитовых агрегатов малосернистый Fe-Со-крутовит, далее герсдорфит, далее сернистый Fe-Со-крутовит.

2-ой минеральный комплекс. Его агрегаты представлены несколькими типами: а) метасоматические вростки Sb-никелина в агрегатах никелина, кобальтина и герсдорфита 1-го комплекса. Никелин 2-го комплекса срезает их границы и рисунок их зональности; б) <шапочки> Sb-никелина и маухерита с оторочкой кобальтина и герсдорфита на пластинах никелина (рис. 1). Никелин <шапочек> тонкозональный, к краям содержание

3-ий минеральный комплекс. Типичные образования представляют сложно-зональные бобовины - срастания сернистого маухерита и брейтгауптита; ближе к краю бобовин развит As-брейтгауптит, затем Sb-никелин, далее безSb никелин. На никелин наросли расщеплённый малоFe раммельсбергит с размером субиндивидов 5-10 мкм, затем высокоFe раммельсбергит, далее Ni-лёллингит и расщеплённый малоNi лёллингит с размером субиндивидов до 50 мкм. В центре таких бобовин нередко находятся агрегаты арсенидов и антимонидов никеля 2-го комплекса.

4-ый минеральный комплекс. Агрегаты минералов 4-ого комплекса наросли на агрегаты 1-ого и 3-ого комплексов и частично их заместили. В большинстве случаев они образуют обособленные сложно-зональные бобовины, в центре которых интенсивно расщеплённые кристаллы малоSb никелина, их окружают часто перемежающиеся As-брейтгауптит и Sb-никелин, далее Fe-S-раммельсбергит и Ni-лёллингит, в следующей зоне многократно чередуются мало Ni лёллингит и Sb-никелин, во внешней зоне развит беспримесный лёллингит.

5-ый минеральный комплекс представлен сложно-зональными сферолитовыми агрегатами (почками). Их центральные части обычно слагают пластины брейтгауптита в массе никелина и маухерита или срастания мелких кристаллов брейтгауптита и Со-никелина, отороченные кобальтином. На них наросли агрегаты Со-никелина с тонкими прослойками Ni-кобальтина, их окружают никелин с вростками брейтгауптита и с каймой мелкокристаллического брейтгауптита. Эти последние образуют центральные зоны некоторых бобовин, где на них наросли агрегаты маухерита с мелкими включениями брейтгауптита и с каймой мелкокристаллического брейтгауптита.

6-ой минеральный комплекс. Его ранние образования - срастания маухерита и брейтгауптита часто обрастают агрегаты 5-го минерального комплекса. Брейтгауптит в одних случаях заполняет промежутки между пластинами маухерита (рис. 2), в других форма выделений брейтгауптита в массе маухерита близка к призматической. Широко распространены и зернистые срастания маухерита и брейтгауптита, иногда с каймой Со-никелина. Редко брейтгауптит образует правильные кристаллы (рис. 3), окружённые агрегатами маухерита, Ni-кобальтина, Sb-никелина. Эти последние иногда слагают центральные части бобовин из расщеплённых кристаллов Со-никелина, окружённого агрегатами кристаллов Fe-S-саффлорита, далее Со-лёллингита и лёллингита.

7-ой минеральный комплекс. Агрегаты интенсивно расщеплённых кристаллов Fe- раммельсбергита 7-го комплекса образуют широкие каймы на агрегатах Ni-Co и Co-Ni-лёллингита 6-го минерального комплекса, в основании агрегатов развиты зоны геометрического отбора. В обособленных бобовинах центральная часть сложена промежуточными членами ряда раммельсбергит - лёллингит и Ni-лёллингитом, к краю бобовин диарсениды обогащаются Fe и обедняются Ni, Fe-S-раммельсбергит уступает место Ni-лёллингиту и далее беспримесному лёллингиту. Эти бобовины окружены тонкими 10-15 мкм каймами никелина, а нередко погружены в крупные скопления почти беспримесного никелина.

8-ой минеральный комплекс возник при многократных тектонических подвижках. Диарсениды ряда раммельсбергит - саффлорит и триарсениды ряда никельскуттердит - скуттерудит и ряда скуттерудит - ферроскуттерудит совместно с доломитом и кальцитом 8-го комплекса обросли и корродировали обломки никелина 7-го комплекса. Реликты никелина распределены крайне неравномерно, их размер до 12 мм.

В каждом из трёх ритмов 8-го минерального комплекса ранние образования - диарсениды Ni-Co, поздние - триарсениды Ni-Co-Fe, из которых более ранним и количественно преобладающим является никельскуттерудит, более поздними - скуттерудит и Fe-скуттерудит.

Для второго ритма 8-го минерального комплекса характерны резко зональные кубические и кубооктаэдрические кристаллы никельскуттерудита, состав внешних зон которых варьирует до скуттерудита с тонкими зонами Fe-скуттерудита. Встречаются обособленные кубооктаэдрические кристаллы триарсенидов второго ритма и их срастания с поперечником до 5 мм; во внешних зонах таких кристаллов зачастую преобладает Fe-скуттерудит. Более поздние триарсениды 2-го ритма по составу отвечают Fe-Ni-скуттерудиту, изредка Co-никельскуттерудиту.

Агрегаты ди- и триарсенидов с включениями доломита и арсенидно-доломитовые агрегаты третьего ритма наросли на кристаллы и агрегаты минералов первого и второго ритмов, цементируют их обломки, образуют в них прожилки, слагают обособленные выделения. Ранние образования третьего ритма - агрегаты интенсивно расщеплённых Fe-саффлорита - S-саффлорита - Ni-саффлорита - Со-раммельсбергита, на них нарос никельскуттерудит (рис. 4). В больших полях никельскуттерудита содержатся мелкие зональные кристаллы Fe-скуттерудита с оторочками ферроскуттерудита. Такие же Fe-Co-триарсениды слагают прожилки среди минералов первого ритма 8-го комплекса и каймы на них. В тех редких случаях, когда триарсениды образуют псевдоморфозы по более раннему саффлориту, их состав отвечает Fe-Ni-скуттерудиту.

9-ый минеральный комплекс. Представлен лёллингитом, мышьяком и подчинённым арсенопиритом в кальцитовых и ангидрит-кальцитовых жилах.

Наиболее распространены массивные мономинеральные агрегаты лёллингита размером до 40 см, нередки его скелетные и дендритные кристаллы до 17 см.

Мышьяк слагает сферолитовые агрегаты и их срастания с поперечником до 25 см. Отдельные зоны в сферолитах мышьяка содержат от следов до 2.5 % Sb. Мышьяк обычно пронизан сингенетичными вростками Cu-лёллингита. Чаще лёллингит обрастает сферолитовые агрегаты мышьяка, в том числе в виде ажурных тонкокристаллических срастаний с кальцитом. Встречаются почки с неоднократным чередованием мышьяка и лёллингита, иногда к ним присоединяется арсенопирит, который чаще образует мелкие кристаллы на поверхности агрегатов лёллингита.

3.2. Минеральные ассоциации 2 цикла

10-ый минеральный комплекс представлен сложно-зональными бобовинами, которые слагают брейтгауптит и арсениды пяти ритмов кристаллизации. Образования 1 ритма - пластины брейтгауптита и их крестообразные срастания, на которые наросли Со-лёллингит и высокоSb никелин. На агрегаты 1 ритма наросли низкоAs брейтгауптит, Fe-раммельсбергит и Ni-лёллингит 2 ритма. Эти образования служили подложкой для длиннопризматических кристаллов малоAs брейтгауптита и высокоSb никелина 3 ритма. На них наросли расщеплённый Fe-раммельсбергит, расщеплённые Sb-никелин и брейтгауптит, далее короткопризматические кристаллы брейтгауптита до 0.1 мм с тонкими зонами Sb-никелина 4 ритма. Образования 5 ритма - агрегаты расщеплённых кристаллов Ni-лёллингита и Fe-раммельсбергита, обросшие кристаллами Sb-никелина и брейтгауптита до 1 мм. Такой брейтгауптит слагает ядра некоторых бобовин, которые окружены Ni-лёллингитом и крупнозернистым брейтгауптитом с маухеритом, далее агрегатом расщеплённых кристаллов в различной степени сурьмянистого никелина и узкой каймой маухерита. Во внешней части каймы нередки ажурные срастания Sb- маухерита и кальцита. Каждое зарождение диарсенидов 10 минерального комплекса начиналось более железистыми и завершалось более никелистыми минералами ряда раммельсбергит - лёллингит.

11-ый минеральный комплекс представлен агрегатами тонко расщеплённых брейтгауптита, As-брейтгауптита, Sb-никелина (рис. 5), минералами ряда герсдорфит - ульманнит с включениями самородного серебра, ртутистого серебра, пираргирита, паркеритом и висмутом с каймами маухерита, уранинитом, клаусталитом.

3.3. Минеральные ассоциации 3 цикла

12-ый минеральный комплекс представлен каймами замещения и секущими прожилками герсдорфита среди арсенидных бобовин первого и второго циклов, каймами замещения и секущими прожилками ульманнита среди арсенидно-антимонидных бобовин второго цикла. Соотношение S:(As+Sb) в герсдорфите и ульманните близко к 1.

Таким образом, установлено, что: а) норильская антимонидная и арсенидная минерализация первого цикла ассоциирует с метаморфизованными Co-Ni-Cu рудами с борнитом, миллеритом, валлериитом, годлевскитом, вюртцитом. Генеральная последовательность от маухерита Ni11As₈ и никелина NiAs к раммельсбергиту NiAs₂, далее к ди- и триарсенидам Ni-Co-Fe и к мышьяку. Среди образований первого цикла минералы непрерывных рядов никелин - брейтгауптит NiSb, раммельсбергит - саффлорит CoAs₂, раммельсбергит - лёллингит FeAs₂ (в природе выявлен впервые), кобальтин CoAsS - герсдорфит NiAsS, герсдорфит - крутовит Ni(As,S)₂, никельскуттерудит NiAs3 - скуттерудит CoAs3 и скуттерудит - ферроскуттерудит (Fe,Со)As₃ (новый минеральный вид, открытый и изученный нами); б) антимонидная и арсенидная минерализация второго цикла ассоциирует с более поздними метаморфизованными Co-Ni-Cu рудами с хизлевудитом и халькозином. Характерно наличие Hg-серебра, пираргирита, паркерита, уранинита, клаусталита; в) сульфоантимонидная и сульфоарсенидная минерализация третьего цикла ассоциирует с метаморфизованными Co-Ni-Cu рудами с пиритом, марказитом, бравоитом, тиошпинелями Ni-Co-Fe-Cu (3 защищаемое положение).

Вероятным источником Ni и Co для метаморфогенно-гидротермальных жил служили окружающие пентландит-халькопирит-пирротиновые руды. Величина Ni:Co в жилах ~15:1 (по всей массе анализов арсенидов и антимонидов, n=880) близка к величине Ni:Co в первичных сульфидных рудах ~20:1 (Крутов, 1959; Шишкин, 1973). Очевидно, по этой причине самыми ранними и распространенными из арсенидов и антимонидов являются никелин, маухерит, брейтгауптит; содержание S, Со и Fe в них невелико. В результате S, Со и Fe накапливались в растворах и периодически возникали герсдорфит, Fe-Со-герсдорфит, Fe-кобальтин, сернистый крутовит, арсенопирит.

Итак, изученная метаморфогенно-гидротермальная минерализация существенно никелевая, что коррелирует с составом первичных руд. Арсениды Со(-Fe) периодически возникали после кристаллизации существенного количества арсенидов Ni. Сульфоарсениды Ni-Co-Fe появлялись после кристаллизации значительных количеств арсенидов или мышьяка из-за того, что метаморфогенные гидротермы имели высокий окислительный потенциал и активность сульфидной серы в них была низкой (4 защищаемое положение) (Гриценко, 2001; Гриценко, Спиридонов, 2006).

В основаниях агрегатов арсенидов, слагающих бобовины 1, 3, 4, 6, 7 и 10 минеральных комплексов, развиты зоны геометрического отбора. Следовательно, широко распространённые расщеплённые кристаллы арсенидов, слагающие почки и бобовины, возникли при кристаллизации из истинных растворов (5 защищаемое положение) (Гриценко, Спиридонов, 2005, 2006).